사업 개요 및 배경본 사업은 재활용 알루미늄을 기반으로 2,000Wh/kg 이상의 초고에너지밀도 구현과 고속 주유형 충전이 가능한 알루미늄 공기전지 기술을 확보하기 위한 대형 컨소시엄 사업입니다. 탄소중립, 에너지 안보, 고성능 저장기술 수요 증가가 배경이며 6개 세부과제를 통해 소재부터 시스템까지 전주기 기술을 개발합니다. 기업·대학·연구기관 모두 참여 가능하고, 특히 전지 시스템·소재·UAM 기업 참여가 강조됩니다. 차세대 에너지 저장 및 미래 모빌리티 산업의 상용화를 염두에 둔 R&D 중심 사업입니다.
과제 목표본 과제는 주유형 알루미늄 공기전지의 고효율·고안정화 기술 확보를 목표로 하며, TRL 2 수준의 기초기술을 5 수준까지 끌어올리는 것을 지향합니다. 충돌제트 기반 부식 제어, 고이온전도도 코팅제 개발, 대면적 공기극 제작, 단위셀 설계 등 핵심 요소기술을 통합적으로 개발합니다. 단계별로 패러데이 효율, 에너지밀도, 이온전도도 등 정량 목표를 설정하고, 최종적으로 고출력·고에너지밀도 시스템 구축과 UAM 등 실제 응용환경 실증이 가능한 수준의 기술을 확보하는 것이 목적입니다.
과제 내용본 과제는 주유형 알루미늄 공기전지 기술의 고효율화와 고안정성을 확보하기 위한 핵심 요소기술 개발을 중심으로 구성됩니다. 전지 성능 향상뿐 아니라 대면적화, 공정 기술, 소재 기술 등 실제 사업화에 필요한 실용 기술까지 포괄합니다.
주요 연구 내용은 다음과 같습니다.
1. 부식 제어 및 유로 설계 기술 개발
- 충돌제트 시스템을 활용한 알루미늄 음극 표면 부식 억제 기술 개발
- 전해질 순환 유로 최적화 설계 및 패러데이 효율 향상
2. 핵심 소재 기술 확보
- 선택적 이온 투과 코팅제 개발(고이온전도도 목표)
- 건식 기반 대면적 후막 공기극 제조 기술 확립
- 재활용 알루미늄 기반 음극 소재 적용성 평가
3. 단위셀 및 대면적 전지 개발
- 대면적 알루미늄-공기 단위셀 설계 및 제작
- 연속식 전극 코팅 공정 기술 개발
- 스케일업 및 대면적화 기반 단위셀 에너지밀도 향상
4. 시스템 및 실증 기술
- 충돌제트 유동제어 시스템 고도화
- 출력밀도·에너지밀도 달성을 위한 시스템 통합 설계
- UAM 등 실제 환경을 고려한 실증 기반 성능 확보
5. 성과 기준 및 관리
- 패러데이 효율, 출력밀도, 에너지밀도 등 정량 목표 달성
- 특허 분석 기반의 기술 경쟁력 확보 및 사업화 전략 수립
- 재활용 알루미늄 활용 경제성 분석 포함
이 과제는 알루미늄 공기전지의 핵심 기술을 종합적으로 개발해 차세대 고에너지 저장장치 상용화를 목표로 하며, 기업·대학·연구기관이 협력하는 컨소시엄 형태로 추진됩니다.